【论文】浅析高速铁路路基沉降处理技术

1、摘 要高速铁路代表了世界铁路现代化发展的大趋势，是21世纪交通运输的重大成果，是人类的共同财富。随着经济的迅猛发展，交通运输需求激增，我国铁路客运专线建设已经进入一个高速发展的时期，由于高速铁路运行速度快、技术标准高、因此对路基的要求也很严格，严格控制路基变形已经成为客运专线路基的最大特点。路基变形最明显、危害最大的问题是路基沉降，而路基沉降控制是一个涉及因素较多、具有较大不确定性的工程难题。路基沉降包括路基施工沉降和工后沉降，工后沉降尤其发生几率大、危害严重。本论文从路基沉降的原因、危害，控制路基沉降的措施、路基工后沉降的机理，控制路基工后沉降的必要性、步骤、措施、以及各种措施的特点，和路基

2、沉降计算、监测等方面分析了路基沉降。关键字： 高速铁路 路基变形 路基沉降 abstracthigh-speed railway represents the railway modernization development trend in the 21st century, is the important achievement of transportation, is the common wealth of mankind. along with the rapid development of economy, the transportation demand, china

3、railway pdl surge has entered a rapid development construction period , due to the high speed railway running fast, high technical standards , so the roadbed of the strict control of sub grade settlement, has become the biggest characteristics of sub grade of railway passenger dedicated line. the mo

4、st obvious harm, roadbed deformation of the biggest problems is the embankment settlement. embankment settlement control is one which involves many factors, has large uncertainties of engineering problems.embankment settlement including sub grade construction settlement and post-construction settlem

5、ent, post-construction settlement risk , particularly serious harm , this paper from the nature and characteristics of loess embankment settlement, the reason and harm , the control measures of embankment settlement and roadbed settlement mechanism, control of sub-grade settlement after the necessit

6、y , steps and measures, and the characteristics of measures, embankment settlement calculation, monitoring of embankment settlement.key words: high speed railway sub-grade deformation sub- grade settlement 目录1绪论11.1 选题背景及意义11.2 铁路路基11.2.1 我国铁路路基现状11.2.2 国外铁路路基现状22路基沉降32.1 路基沉降的原因33. 控制路基沉降的处理技术53.1

7、路基基床的填筑53.1.1 客运专线无砟轨道路基的填料要求53.1.2 客运专线无砟轨道路基填筑的压实标准63.1.3客运专线无砟轨道路基沉降的控制理念83.2 路基软地基处理的几种方法103.2.1 cfg桩地基加固处理技术103.2.2 cfg桩的质量控制143.2.3 旋喷桩地基加固处理技术163.2.4 旋喷桩质量检验标准193.3 路基沉降处理措施的效果评价203.4 路基工后沉降控制233.4.1 路基工后沉降组成分析233.4.2 工后沉降控制的重要性与特点234路基沉降监测254.1 路基沉降监测的目的254.2 路基沉降的监测内容及要求25结束语28参考文献29致谢.301绪

8、论1.1 选题背景及意义在我国铁路“十五计划”中已明确指出，要加强快速客运专线的建设，逐步建成以北京、上海、广州为中心，连接各省会城市和其它大型城市铁路快速客运系统。2004年1月7日，国务院主持通过的中长期铁路网规划为我国铁路发展描绘了宏伟蓝图。至2020年，我国铁路运营总里程要达10万公里，要建设“四纵四横”快速客运专线及三处城际快速轨道交通系统，实现主要繁忙干线客货分线运输。建设高标准的铁路客运专线，是中长期铁路网规划中的一项重要内容。2005年6月11日，石太铁路客运专线的开工建设，揭开了我国铁路客运专线大规模建设的序幕，继同年6月23日武广客运专线开工之后，国家批准的其他9条客运专线

9、即京津、郑西、武合、合宁、甬台温、温福、福厦、广深港、广珠客运专线，也相继全面开工建设，11条客运专线的总建设规模将达到3243公里。我国幅员辽阔，铁路经过的地区较广较复杂，路基作为铁路的重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载及各种附加力的基础，路基本体必须有足够的强度和一定范围内的变形，所以作为承载高速铁路的基础路基的设计得到越来越广泛的重视，把路基作为土工结构物来设计的理念在路基设计中逐步得到体现。在一般情况下，路基给工程带来的主要难题是沉降变形及其各种处理措施条件下的固结问题，地基沉降变形问题是高速铁路设计中所要考虑的主要控制因素。为了确保列车安全、平稳运行，路基必须具有强度高、刚度

10、大、稳定性好、耐久性好、且不易变形等特性。随着我国既有线大面积提速改造及快速铁路、高速铁路的修建，如何解决路基沉降这个问题屡屡被提上日程。1.2 铁路路基1.2.1 我国铁路路基现状长期以来，我国新建铁路没有把路基当成土工结构来对待，而普遍冠名为土石方。在“重桥隧，轻路基，重土石方数量，轻质量”的倾向下，路基翻浆冒泥、下沉、边坡坍滑、滑坡等病害经常发生，使新建铁路交付运营多年仍不能达到设计速度与质量，经济效益与社会效益较差。运营铁路路基技术状态不佳、强度低、稳定性差等问题严重威胁铁路运输和安全。如今，全国铁路网已相继完成四次提速，开发了一批最高运行速度为140160km/h的“快速列车”。运营

11、时速为200km/h的秦沈客运专线的建成通车，使我国铁路路基设计施工水平有了较大幅度的提高，同时也极大地促进了铁路路基工程的进步。1.2.2 国外铁路路基现状 国外铁路发展的方向是重载及高速铁路。发展重载铁路(250360kn)的国家有美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯等；发展高速铁路的国家有法国、日本、德国等。这些国家制订了较高的路基标准和严格的施工工艺。其特点如下：(1)结合路基工程规定了详细的岩土分类，要求进行详细地调查，为设计、施工及养护提供必须的依据资料。(2)加强了轨道基础的路基基床部分，包括路堤、路堑及不填不挖地段，特别是对基床表层的材料(日本新干线要求设置加强基床，很多国家设置基层

12、或防护层、垫层)有严格条件并规定了强度要求。(3)对路堤各部分的填土规定了相应的填料标准，填土质量标准要求较高。(4)为控制路基发生过大的下沉，对路堤填土提出了规定及处理要求。(5)加强路基的排水系统、边坡和灾害的防护。2路基沉降2.1 路基沉降的原因一、路基填土压实度不足由于压实度不足，往往导致填方路基的不均匀沉降变形，路基两侧出现纵向裂缝，路基土体压实度不足的主要原因有以下几点：(1)施工受实际条件的限制。路基施工时，天气太干燥，局部路堤填料粘土土块粉碎不足致使路基压实度不均匀；暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够；某些加减速车道与行车道没有同步施工

13、，当拼接处理得不好时，其拼接处也会产生压实度不足的情况。(2)考虑到施工安全和进度，使得压力或压力作用时间不足，路基压实不充分，致使路基压实度达不到规范要求。(3)由于填方土体的最佳含水量控制不好，压实效果达不到规范要求。(4)在填方路堤施工中，当路堤施工到一定高度以后，路堤边缘土体往往存在压实度不足问题，对于较高的填方路基，通常都要做相应的处治。填方土体压实度不足，其结果是土体前期固结压力小于自重应力和各种附加应力之和，在自重作用下就会发生沉降变形。但附加应力的影响会使沉降继续，这些附加应力主要来自以下几个方面：车载，尤其超载情况含水量变化造成土体容重的改变地下水位升降而导致浮力作用改变土体

14、饱和度改变，引起负孔隙水压力改变。这些附加应力引起土体中有效应力改变，从而导致土体发生压缩变形。土体压实度不足还会导致填土路基的侧向变形。目前采用的地基沉降计算方法是假定侧向完全受限，仅有竖向变形，实际路基土中存在有侧向变形，这种侧向变形会引起沉降。二、路堤填料不均匀，控制不当在公路施工过程中，对填料级配很难得到有效的控制，这些填料性质差异大、级配也相差很远。一方面，在施工过程中，如果分层碾压厚度过大，小颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实，在荷载的长期作用下，回填料会产生不协调沉降变形，路面会产生局部沉陷，刚性路面还可能产生裂纹。另一方面，由于回填料的性质不一样，特别是有的回填料具有膨胀性，在

15、路基排水系统局部失效后，水的渗入会使路面局部隆起，影响行车舒适度，严重的会使路面破坏。控制不当体现在一下几个方面：(1)选用了稳定性较差的路堤填料，如采用高液限粘土、粉质土或使用淤泥、腐殖质含量较高的土料填筑路堤，会使路堤产生整段或局部的变形。(2)采用不同土质填筑路堤时，因土的性质不同如果填筑方法不相应改变，碾压成型后易造成不均匀性沉降。三、地下水的影响在地下水的交替作用下路基土体内含水量反复变化，土体容重在一定范围内波动更为重要的是由毛细管张力引起的负孔隙水压力可以达到相当的数值，再加上水的软化、润滑效应，使土体产生沉降变形。路基或地基中地下水的动态特征对路基不均匀沉降影响很大，路堤及其地

16、基中的地下水主要补给来源有3种类型，即地下水侧向补给、降雨补给、地表水侧向补给。其动态变化及侵蚀作用影响到土体中的有效应力分布、土体的结构特征和土体强度从而导致路基的不均匀沉降。3. 控制路基沉降的处理技术3.1 路基填筑3.1.1 客运专线无砟轨道路基的填料要求针对快速铁路对填料及压实标准的高要求，一方面要在施工中积累资料，同时需要开展大量的室内外试验研究工作，研究制定出与填料适用的试验方法与判别标准。建立一套适合我国地域特点并适用于路基设计和施工的填料分类。由于地域不同，路基填料也千差万别，这就要求在勘测设计阶段和施工前对土源进行详细判别。工程实践表明，采用优质的填料可以减少路基的后期沉降

17、，且有较高的安全储备，能保证路基稳定。国内外对高速铁路的路基沉降观测结果也表明，采用级配良好的粗颗粒填料可大大减少路堤的后期沉降。铁路路基填料的分类主要依据土类和小于0.075mm细颗粒含量两个指标来划分的，考虑与压实要求的相关性质和适用条件分成a、b、c、d、e五个组，如表1所示。其中，d组为高液限粉土、粉质粘土、粘土，很少用作填料：e组为有机土类，不能作为填料。表1 我国铁路路基填料分类组别填料a组b组c组碎石类级配良好的碎石、含土碎石级配不好的碎石、含土碎石，细粒含量为15%-30的土质碎石细粒含量大于30的土质碎石砾石类级配良好的粗圆砾、粗角砾、细圆 砾、细角砾，级配良好的含土粗圆砾、

18、含土粗角砾、含土细圆砾、含土细角砾级配不好的粗圆砾、粗角砾、细圆砾、细角砾，级配不好的含土粗圆砾、含土粗角砾、含土细圆砾、含土细角砾、细粒含量为15%-30%的土质粗圆砾、土质粗角砾、土质细圆 砾、土质细角砾细粒含量大于30的土质粗圆砾、土质粗角砾、土质细圆砾、土质细角砾砂类土级配良好砾砂、粗砂、中砂，含土砾砂、含土粗砂、含土中砂级配良好细砂，级配不好的砾砂、粗砂、中砂、细粒含量大于15的含土砾砂，含土中砂，含土粗砂级配不好的细砂，含土细砂，粉砂细粒土低液限粉土，粉质黏土，黏土路基填料和压实质量都是控制路基沉降的两个方面，填料选择和压实质量控制不好，将会加大路基的工后沉降或路基与结构物之间的不

19、均匀沉降。国内有关客运专线及高速铁路的规范已对无砟轨道路基填料及压实标准进行了严格的限定：基床表层采用级配碎石，基床底层采用a、b组填料或改良土，基床以下的路堤应优先选用a、b组填料和c组的块石、碎石、砾石类填料，选用c组细粒土填料时应根据土源性质进行改良后填筑。设计施工中应严格限制填料粒径，特别是a、b组填料，个别线在施工过程中反映填料粒径过大(但满足规范要求的基床底层不大于10cm，基床以下不大于15cm)，填料难以达到压实标准，建议基床底层填料粒径不大于5cm，基床以下不大于10cm作为控制标准。 3.1.2 客运专线无砟轨道路基填筑的压实标准铁路路基压实质量是保持线路稳定与平顺、保证列

20、车能高速、安全运行的重要条件，而控制和检测压实质量的标准、方法和设备，则是保证压实质量的重要措施。客运专线铁路路基质量检测参数主要包括相对密度dr，空隙率n(或压实系数k)，地基系数、变形模量、动态变形模量四项指标。空隙率n是土体中空隙体积与土的三相体积的比值；压实系数k是指工地碾压时达到的干容重与相应的击实试验得到的最大干容重之比，即相对理论压实的比例，均反映土体的松密程度；地基系数是表示土体表面在平面压力作用下产生的可压缩性的大小，是我国原有铁路规范对路基压实质量的强度检测指标；变形模量是通过圆形承载板和加载装置对地面进行第一次加载和卸载后，再进行第二次加载，测得的应力位移曲线上0.3与0

21、.7之间的位移割线斜率确定，用来分析土体的变形性质和承载能力；动态变形模量是指土体在一定大小的竖向冲击力和冲击时间作用下抵抗变形能力的参数，可直接用于评判路基的压实质量。虽然地基系数值是反映路基土强度及变形关系的参数，但试验的荷载沉降曲线是一次加载得出的，其沉降包括了填料的弹性变形和塑性变形。变形模量的荷载-沉降曲线是在逐级加载后，逐级卸载，再二次加载得出，可认为其沉降(变形)消除了填料的塑性变形，测试结果离散性小，更能反映路基土的真实强度，比地基系数更科学、更合理。变形模量和地基系数都是采用小于300mm的静态平板载荷试验仪，通过在压实填土表面做静压试验测得，二者反映的都是静态应力作用下土体

22、抵抗变形的能力，而铁路路基承受的是列车运行时产生的动荷载，采用可以有效地反映列车在高速运行条件下产生的动应力对路基的真实作用状况，是客运专线路基质量检测的发展方向。表2是客运专线路基填筑质量检测参数、：与三项指标的对比情况。表2 、与三项指标的对比项目载荷板直径300300300预加载0.01mpa（以前0.035mpa）第二次加载三次冲击荷载与地面接触耦合一般好差加载等级0.04mpa不少于6级动态施加荷载脉冲宽度18ms项目地基系数变形模量动态变形模量加载控制当1min 的沉降量不大于该级荷载沉降量的1% 时加下一级荷载120s 后加下一级荷载最大荷载或终止试验加载的标准总沉降量超过1.2

23、5 或荷载强度超过估计的现场实际最大接触压力，或达到地基屈服点0.5mpa 或沉降大于57.07kn计算公式为 曲线上s=1.25所对应的荷载ev2=0.225/（+)为最大平均标准应力，,为待定系数=22.5/s,s为实测荷载板下沉幅值3.1.3客运专线无砟轨道路基沉降的控制理念路基顶面高程变化曲线一次压密曲线一次+二次压密曲线ttsssssss在自重(包括轨道结构)和列车荷载的长期作用下，铁路路基避免不了会产生一定的下沉变形，铁路路基沉降组成及其相互关系如图1所示。图1 铁路路基沉降组成及其相互关系从时间而言，路基沉降可分为路基在填筑过程中至竣工验收前所产生的沉降，以及路基在铺轨完成后所产

24、生的沉降即所谓工后下沉。路基施工沉降是在路基施工过程中产生的沉降，不会影响实际的工程实施，因为总要填筑到设计标高后，才会进行铺轨工程的施工；工后沉降是指在铺轨工程全部结束后，整个路基结构物产生的沉降量，即为路基最终沉降量与铺轨完成时已有沉降量之差。由于工后沉降是指铺设无砟轨道后出现的，因而不能通过路基工程本身加以克服的沉降，将会对后期的运营产生较大的影响，是路基沉降的重点控制对象。通常而言，铁路路基工后沉降一般由三部分组成：(1)路基填土在自重及上部荷载作用下产生的压密沉降；(2)路基基床在动荷载作用下的弹性变形和累积的塑性变形；(3)地基在轨道、路堤自重及列车作用下的残余沉降。第一部分沉降与

25、路堤填料和压实质量有密切关系，国外高速铁路的经验和实测资料表明，路堤填土压密沉降主要是与路基填筑施工的压实密度相关，该部分沉降一般在路堤竣工后一年左右时间内完成，若施工组织安排合理，并有一定的放置工期，路基本体的压密沉降可不计入工后沉降；第二部分沉降与列车轴重、运行密度、轨道结构以及基床表层质量有关，由于高速铁路对路基基床结构提出了特殊要求，在列车动荷载作用下一般小于5mm；第三部分是工后沉降的主要组成部分，特别是当地基为软弱粘性土时，沉降量大，完成时间长，如果不采取有效的控制措施，下沉量高达数十厘米，时间长达数十年，因此控制路基沉降主要是控制地基的工后沉降。3.1.4 客运专线无砟轨道路基沉

26、降的控制要求客运专线路基作为无砟轨道结构的基础，对路基的沉降变形非常敏感，要求沉降控制在非常小的范围内。我国拟建的客运专线无砟轨道在吸取国外控制沉降经验的基础上，围绕线路运营、结构允许变形，从路基竣工后扣件可调整的总沉降量，20m结构长度范围内的不均匀沉降、路基与桥涵之间差异沉降形成的错台，以及轨道结构单元之间形成的折角等多方面对路基变形都作出了严格规定，如表3、表4。 表3 工后沉降及沉降差控制标准 一般情况允许工后沉降均匀地基长20m 允许工后沉降不均匀沉降错台差异沉降折角305mm表4 路基工后沉降控制标准设计速度kmh-1轨道结构类型一般地段工后沉降量mm过渡段工后沉降量mm沉降速率(

27、mma)250有砟轨道1005030300350有砟轨道503020250 300 350无砟轨道工后沉降l5mm；长度大于20m沉降比较均匀路基，工后沉降量30mm，且rsh0.4vsj 。路桥、路隧间差异沉降5 m，折角110003.2 路基软地基处理的几种方法3.2.1 cfg桩地基加固处理技术一、cfg桩施工的一般规定（1）施工前应进行成桩工艺试验（不小于2根），以复核地质资料以及设备、工艺、施工顺序是否适宜，确定混合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数，报监理单位确认后，方可进行施工。（2）cfg桩施工开始后应及时进行复合地基或单桩承载力试验，以确定设计参数。（3）采用

28、震动沉管成桩时，设备型号选择应根据地质条件及桩径、设计深度要求确定，其应符合下列要求：1、震动沉管桩机成管表面应有明显的进度尺寸标记，根据设计桩长沉管入土深度确定机架高度和沉管长度。2、沉管过程中没沉1m应记录电流一次，并对图层的变化予以说明。3、混合料应按设计配合比经搅拌机拌合，坍落度拌合时间应按工艺性试验确定的参数进行控制，且拌合时间不小于1min。4、拔管速率应按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制，拔管中严禁反插。5、每根桩的投料量不得小于设计灌注量。6、成桩后桩顶控制高程应考虑除浮浆后桩长满足设计要求。（4）采用长螺旋钻管内泵压混合料灌注成桩时，设备型号选择应根据桩径、涉及

29、加固深度要求确定，其是供应符合下列要求：1、施工组织、施工工艺、施工作业指导书应有防止堵管措施。2、钻进应先慢后快。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进度。3、混合料应按设计配合比经搅拌机拌和，坍落度拌合时间应按工艺性试验确定的参数进行控制，且不得小于1min；搅拌的混合料必须保证混合料圆柱体能顺利通过刚性管高强柔性管弯管和变径管而到达钻芯管内。4、cfg桩底高程控到设计高程后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻芯管内充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵送料。5、钻杆采用静止提拔。施工中严格按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制钻杆提拔速度和混凝土泵送量，并保证连续提拔。施工中严

30、禁出现超速提拔现象。6、施工中应保证排气阀正常工作，应根据轴线或周围桩的位置对需要施工的桩位进行复核，保证桩位准确。7、桩机移位至下一桩位施工时，应根据轴线或周围桩的位置对需要施工的桩位进行复核，保证桩位准确。二、cfg桩的施工工艺流程cfg桩震动沉管灌注施工工艺流程如图2所示，cfg桩长螺旋钻管内泵压混合料灌注成桩施工流程图如图3所示。沉管机移位均匀拔管至桩顶混合料入管停机下沉至设计深处沉管机械就位测量放样原地面处理图2转移桩机边泵料边拔芯管泵料注满芯管停机钻进之设计深处桩机就位测量放线原地面处理图3三、cfg桩施工准备（1）施工前应具备的资料和条件：1、工程地质报告书。2、cfg桩布桩图，

31、图应注明桩位编号以及说明和施工说明。3、施工场地邻近的高压电缆、电话线、地下管线、地下构筑物及障碍物等调查资料。4、施工场地的水准控制点。5、具备“三通一平”条件。（2）施工技术措施内容：1、确定施工机具和配套设备。2、材料供应计划，标明所需材料的规格、技术要求和数量。3、在“三通一平”的基础上，平整场地，清除障碍物及垃圾土，施工场地应挖除地表植被土后，换填普通土至设计标高并采用压路机分层碾压密实，场地高程应高出cfg桩设计桩顶标高50cm，压实后的检测质量标准应达到：k0.9、k3080mpa/m，岩溶压力注浆后，经监理工程师检验合格后方可进行下一步施工（如无岩溶注浆区，此步省略）。cfg桩

32、作业场地应在布桩范围外结合永久排水设施开挖排水沟。4、组织施工机械设备进场，检验机械各部件处于良好的状态。根据设计桩长和场地高程，确定长螺栓桩机的装配长度，在桩机架上画出以0.5米为单位的长度标记，以便钻进时观察，记录钻杆的如图深度。5、测量放样，现场复核测量基线及水准点，根据布桩图准确放出cfg桩的桩位点，并插竹竿加白灰标记，测量桩位高程，做好测量原始记录，以便施工控制。四、施工方法及工艺（1）施工工艺在进行全面施工前，应进行cfg桩成桩工艺试验；计划试桩2根，cfg桩布置详见布桩图，按正方形布置，桩径0.5米，试桩2根。本段cfg桩施工采用先后排后前排，从两边向中间的施工方法。1、钻机校正

33、cfg桩钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保cfg桩垂直度容许偏差不大于1%。2、和料搅拌混合料由拌合站集中生产，按试验室下发的配合比进行配料，拌合时间不得少于1min。混合料加水量和坍落度根据采用的施工方法按工艺时间确定。在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。3、钻进成孔a、cfg桩施打顺序：横向从线路两侧向中心顺序推进。b、钻孔开始前，应仔细检查芯管顶部的气眼是否顺畅、混凝土软管是否接头良好、是否有扭曲现象。c、钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。一般应先慢后快，这样既能减少桩杆摇晃，又容易检查钻孔的

34、偏差，以便及时纠正。坐在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进度，否则容易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。当钻头达到设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处做醒目标记，作为施工时控制孔深的依据。当动力头底面达到标记处，桩长即满足设计要求。施工时还应考虑施工工作面的标高差异。4、灌注及拔管cfg桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。成桩的拔提速度宜控制在2-3m/min,成桩过程宜连续进行，应避免后台供料慢而导致停机待料。灌注过程中由专人负责记录砼流量，灌注量不能小于设计混合料量，cfg桩超灌量控制在不小于50

35、cm，由于混合料坍落度较大，部门桩头出现“下座”情况时，应及时补浆。灌注成桩完成后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护，不允许车辆进入已施工的部位，以免造成断桩。5、试验跟踪成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组（三块）试件，标准养护，测定其立方体抗压强度。6、移机当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于cfg桩的钻出土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因为钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，下一根桩施工时，根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。7、桩头处理cfg桩施工完成7天后，进行开槽凿除桩头，清土采用小型机械设备及人

36、工开挖、运输，避免断桩及对地基土的扰动，清土预留至少20cm人工清除，找平；清槽后人工截桩，采用3根钢钎间隔12cm。沿径向楔入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用小钎修平；因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩基混凝土接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级混凝土填补并振捣密实。然后进行相应检测。8、桩帽、垫层施工复合地基承载力检测合格后，方可进行桩帽、垫层施工。3.2.2 cfg桩的质量控制一、cfg桩的主要控制项目（1）所有的水泥和粗、细集料品种、规格及质量应符合下列设计要求：检测数量：同一产地、品种、规格且连续进场的水泥，袋装水泥200t为一批，散装水泥500t为一批，当袋装水泥不足200t或散装

37、水泥不足500t时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细集料，分别以400立方米为一批，当不足400立方米时也按一批计。各种原材料施工单位每批抽检1组。监理单位按施工单位抽样数量的百分之二十见证检验或百分之十平行检验。检验方法：检查产品质量证明文件；在水泥库抽样检验水泥强度、安全性、凝结时间；在料场抽样检验粗、细集料含泥量、帅分实验检验其颗粒级配。（2）cfg桩混合料坍落度应按工艺性试验确定并经监理工程师批准的下列参数进行控制。检验数量：施工单位每台班抽样检验三次。监理单位按施工单位抽样数量的百分之二十见证检验或百分之十平行检验。检验方法：现场塌落度试验。（1）cfg桩混合料强度应

38、符合设计要求。检验数量：施工单位每台班做一组（3块）试块。试块尺寸为长、宽、高各15cm的标准正方体，标准养护并测定28d抗压强度。监理单位按施工单位抽样数量的百分之二十见证检验或百分之十平行检验。检验方法：每台班制作混合料试块，进行28d标准养护试件抗压强度检测。（2）cfg桩的数量、布桩形式应符合设计要求，其检验应符合规范规定。（3）每根桩的投料量不得小于设计灌注量。检验数量：施工单位每根桩检验，监理单位按施工单位检验数量的百分之二十平行检验。检验方法：料斗现场计量或混凝土泵自动记录。（4）cfg桩顶浮浆应清理干净，直至露出新鲜混凝土面。清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求。检验数量：施工

39、单位每根桩检验，监理单位按施工单位检验数量的百分之二十平行检验。检验方法：施工前测量钻杆或沉管长度；施工中检查钻孔是否达到设计深度；施工后检查并清理浮浆，计算出桩的有效长度。（5）cfg桩的桩身质量、完整性应满足设计要求。检验数量：检验总桩数的百分之二十，监理单位按施工单位检验数量的百分之十见证检验。二、cfg桩注意事项（1）通常桩顶混合料密实度差，强度低，桩头1.0米应用插入式振捣棒振捣，严禁钻头灌注砼时拔出砼面。（2）为保证施工时混合料的顺利输送，施工中采用拌和站集中拌和。（3）桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。（

40、4）为避免在灌注砼时发生堵管而造成断桩事故。要求在每次混凝土浇筑前，现场测定混凝土坍落度，如不满足施工要求时进行二次搅拌，达到设计要求后再进行灌注；混凝土进行二次搅拌后不能满足设计要求时，该次混凝土按报废处理。（5）钻机就位时严格按照布置好的桩位准确就位，利用钻机前后左右标杆调整钻机钻杆垂直，在钻进过程中时刻检查钻杆的垂直度，如发现倾斜，及时纠正。（6）在浇筑至桩顶1米范围时，减慢拔管速度，及时泵送混凝土，确保桩顶混凝土密实，杜绝桩头空心。（7）清土和截桩时，配备小型挖掘机和运输设备及时对弃渣土进行清理，待砼达到一定强度后，方可外运弃渣土施工中不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。整个施工

41、过程中，安排质检人员旁站监督，并做好施工原始记录，记录钻机电压、电流值、孔深等情况，发现问题及时处理。cfg桩施工属隐蔽工程，施工前应报监理检查，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。（8）安全交底1、进入施工现场必须戴安全帽；不得穿拖鞋。2、严禁乱拉电线，临时用电必须由电工统一接电；文明施工，施工废料、弃料必须运到指定的地方堆弃。3、定期对机械设备进行检查维修，严禁因机械故障造成人员的伤害。4、如遇雷雨大风等恶劣天气，禁止现场作业。5、施工现场设置安全警示标志。3.2.3 旋喷桩地基加固处理技术一、旋喷桩施工1、主要机具设备包括高压泵、钻机、浆液搅拌器等；辅助设备包括操纵控制系统、高压

42、管路系统、材料储蓄系统以及各种阀门接头安全设施等。2、施工工艺流程（1）施工工艺流程图如图4所示。钻机移位原地面处理测量放样钻机就位钻进设计深度喷射结束高压喷射注浆插入注浆管至设计深度拔管泥浆排泄处理 图4（2）试桩及确定工艺参数。为保证施工质量，应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前进行试桩，以校验施工工艺参数是否合理，现根据工程经验提出试桩用工艺参数如下：1、注浆管：提升速度1520cm/min；旋转速度2025r/min。2、水：压力2530mpa；流量85l/min。3、浆液压力：压力大于20mpa；流量大于60l/min。4、空气：压力0.81mpa；流量0.7m3/min。5、水灰

43、比：1:0.81:1 。（3）钻机就位。钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时旋喷管的容许倾斜度不得大于1.5%。（4）钻孔。单管旋喷使用mj-50型旋转钻机，钻进深度可达20米以上，适用于标准贯入度小于40米的沙土和粘性土层；当遇到比较硬的地层时宜选用地质钻机钻孔，钻孔的位置与设计位置偏差不得大于50mm。（5）插管。插管是将喷管插入地层预定深度。使用mj-50钻机钻孔时，插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地质钻机钻孔完毕，必须拔出岩心管并换上旋喷管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1mpa；若压力过高，则易将

44、孔壁射踏。（6）喷射作业。当喷射插入预定深度后，自上而下进行喷射作业，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。当浆液初凝时间超过20h，应及时停止使用该水泥浆液（正常水灰比1:1，初凝时间为15h左右）。（7）打入钢管。当喷射完成后，立刻在钻孔中心的位置打入60号钢管，打入深度到强风化岩面为止。用打桩锤分段压入，为了保证钢管能顺利插入，每段钢管长度为13m；钢管连接方式为中间加套筒焊接，以保证打入钢管的竖直度。（8）冲洗。喷射施工完毕后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内、机内不得残留水泥浆。通常把浆液换

45、成水，且在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。（9）移动机具将钻机等机具设备移动到新孔位上。 3、浆液材料与水灰比高压喷射注浆的主要材料为水泥，对于无特殊需要求的工程，宜采用强度等级为32.5号及以上的普通硅酸盐水泥或矿渣水泥。使用前进行严格检测，防止过期、受潮、结块、变质等，以免影响成桩质量。根据需要可以适当的加入外加剂及掺和料，外加剂和掺和料的用量，应通过试验确定。配制水泥浆液时，用水应符合现行（混泥土拌合用水标准）的有关规定采用饮用水，不得采用污水、地下水；水灰比控制在1 ：1。根据喷射工艺要求，浆液应具备良好的可喷性及足够的稳定性。当处理既有建筑地基时，应采用速凝浆

46、液或跳孔喷射和冒浆回灌等措施，以防喷射过程中地基产生附加变形和地基与基础间出现脱空现象。同时，应对建筑物进行变形监测。高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求，通过试验或根据工程经验确定，并在施工中严格加以控制。4、施工控制（1）钻机就位应平稳，立轴、转盘与孔位对正，高压设备与管路系统应符合设计及安全要求，防止管路堵塞，且保证密封良好。（2）喷射注浆应注意设备开动顺序。二重管和三重管的水、气、浆供应应有序进行，衔接紧密。（3）对深层长桩应根据地质条件，分层选择适宜的喷射参数，保证成桩均匀一致。（4）在高压喷射注浆过程中，当出现压力突增或突降、大量冒浆或完全不冒浆时，应查明原因，采取相关措

47、施。（5）注浆完毕应迅速拔出注浆管，桩顶凹坑应及时以水灰比为0.6的水泥浆补灌。（6）高压旋喷桩桩体无侧限抗压强度、桩长及成桩均匀性应符设计要求。（7）高压旋喷桩处理后的复合地基承载力应符合设计要求。（8）钻机成孔和喷浆过程中，应将废弃的加固料及冒浆回收处理，防止污染环境。3.2.4 旋喷桩质量检验标准一、旋喷桩质量检验标准1、高压旋喷注浆可根据工程要求和当地经验采取开挖检查、取芯、标准灌注试验、载荷试验或围井注水试验等方法进行检验，并结合工程测试、观测资料及实际效果综合评价加固效果。检测点布桩在下列部位：1、有代表性的桩位；2、 施工中出现异常情况的部位；3、 地基情况复杂，可能对高压旋喷桩

48、注浆质量产生影响的部位。2、竖向承载旋喷桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。载荷试验必须在桩身强度满足试验条件时并宜在成桩28d后进行；检验数量为桩总数的百分之零点五至百分之一，且每项单位工程不应小于3点。根据建筑地基处理技术规范规定，其承载力检验应采用复合地基载荷试验。单桩和复合地基载荷试验要点如下：（1）承压板：承压板应具有足够刚度。单桩复合地基载荷试验可采用圆形或方形承压板，其面积为一根桩承担的处理面积；多桩复合地基承载力试验可采用方形或矩形承压板，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。桩的中心（或形心）应与承压板中心保持一致，并与荷载作用点重和。（2）试坑

49、深度、长度和宽度：承压板地面高程与桩顶设计高程相适应。承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50150mm。试验高程处的试坑长度和宽度应不小于承压板尺寸的3倍。基准梁的支点应设在试坑之外，并且试验前应采取措施，防止试验场地地基土含水量变化或地基土扰动，以免影响试验结果。（3）加载等级：可分为812级，最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。（4）沉降测读时间及稳定标准：每加一级荷载，前后均应各读记承压板沉降量一次，以后每半小时读记一次。当一小时内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。（5）终止试验条件：当出现下列现象时可终止试验：a.沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起

50、；b.承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的百分之六；c.当达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值两倍。(6）卸载：卸载级数可为加载级数的一半，等量进行；每卸一次，间隔半小时读记回弹量；待卸完全部荷载后间隔3h读记总回弹量。二、旋喷桩施工注意事项（1）在旋喷桩施工工区采用1 4 7间隔跳打的方法进行施工。（2）钻机或旋喷机就位时，机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5度。（3）喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。（4）喷射注浆作业后，由于浆液吸水作用，一般均有不同程度

51、收缩，使固结体顶部出现凹穴。所以，应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌，并要预防其他钻孔排出的泥土或杂物进入。（5）对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀中泥碴。在沙层中用单管或二重管注浆旋喷时，可以利用冒浆进行补灌已施工过的桩孔。但在对黏土层、淤泥层旋喷时，因冒浆中掺入黏土或清水，故不宜利用冒浆回灌。（6）在对软弱地层旋喷时，固结体强度低，可以在旋喷后用砂浆泵注入m15砂浆。（7）在沙层尤其是干沙层中旋喷时，喷头的外径不宜大于注浆管，否则易夹钻。（8）在开钻前根据管线图摸清管线位置及走向，遇有不明管线应及时向上级汇报。3.3 路基沉降处理措施的效果评价(1)垫层法垫层法是以灰土或素土做成垫层的处理

52、方法，具有因地制宜、就地取材和施工简便等特点，使用较为广泛垫层施工时，应先将处理的湿陷性土挖出，然后利用挖出的粘性土或其他粘性土作为土料，经过筛分后，在最佳含水量的状态下，将其分层回填夯实，单层最大铺设厚度不得大于30cm。(2)强夯法强夯法是一种适应性很强，既经济又简便的地基加固手段由于处理效果显著，成本低，已成为处理湿陷性地基广泛采用的一种方法一般采用l00200kn重锤，1020m落距，锤底直径为2.33.0m，锤底静压力值为2540kpa，湿陷性土层被消除的厚度可达36m夯点一般按正方形或梅花形网格排列，间距根据试夯时单点的侧向影响范围确定。湿陷性黄土经强夯后，其物理力学性质发生很大变

53、化，土的结构也发生了变化；根据强夯前后各点的干容重可确定对应的压实系数，在夯点中心以下0.51.0m深度内土体密实度相对于1.02.0m深度小，一般在夯点中心以下1.02.0m深度内土体密实度最大，在大部分区域，土的物理力学性质变化较大，其压缩性由夯前的高压缩性变为夯后的低压缩性，干容重由夯前12.813.9knm3增加到夯后16.417.2knm3，提高了23.728.1；孔隙比也显著降低，由夯前0.9671.126降为夯后0.5700.671，降低了40.441.1；承载力由夯前183189kpa增加到夯后的266328kpa，提高了45.473.5湿陷性消除效果的分析可知，天然状态下黄土

54、的湿陷性系数均大于0.015，最大值为0.206在夯后地面一定深度范围内(1000kj5m内：2000kj6m内；3000kj-7m内)黄土的湿陷性系数均小于0.015。(3)水泥搅拌桩水泥搅拌桩复合地基作为地基加固新技术之一，它是利用水泥作为固化剂的主体，通过搅拌机械，将地基土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和土之间所产生的一系列物理化学反应，使土硬结成具有整性、水稳定性和一定强度的桩体，和桩周土共同构成复合地基借鉴软土地基处理的成功经验，提出了深层搅拌法加固饱和黄土地基的方法，加固后的地基承载力可提高一倍以上，工程费用比常用的混凝土灌注桩低2025，经济效益明显。根据工程实践经验，当黄土的含水

55、量低于20时，搅拌桩边缘部分硬化尚可，越往中心硬化程度越差，到桩心时甚至变成干粉状，桩体水泥土密实度也低这是因为水泥粉在桩体土内的分布并不均匀，靠近桩芯水泥粉含量大，相应水化需水量也大再这由于土本身含水量低，在水泥粉被搅入后水泥土非常干硬，不易搅匀和压实所以为保证桩体水泥土都能充分硬化和较高的密实度，土的含水量应大于20，若含水量在24以上更好(4)孔内深层强夯挤密法北京长城建筑新技术研究所将地基处理与砟土(无机固体垃圾)消纳结合起来，提出了孔内深层强夯挤密法(ddc技术)，它是先成孔，再向孔内填料以重锤在孔内进行冲击夯实，使填料向孔周侧向挤压，而形成一种复合地基此方法已在西安某自重湿陷性场地

56、地基处理中应用，其特点：加固深度大，可达数十米；夯击能量大；桩体是不等径串珠状；填充材料很广泛。(5)浅层阻水方案和深层散水方案以非饱和土的土水势原理和薄膜水运动理论为基础，提出了用浅层阻水方案和深层散水方案解决深厚湿陷性黄土地基湿陷性交形的思路，具有较好的应用前景浅层阻水方案是利用非饱和土土水势原理，在深厚湿陷性黄土层的一定深度设置一薄砂层，将地基中可能渗人的水分尽可能保持在经处理已消除湿陷的上部土层孔隙中，并大大减小未处理的深层大厚度湿陷性黄土层的增湿水量和增湿变形深层散水方案是将浸入地基的水通过一定的竖井(需防渗处理)引向深厚湿陷性黄土层的深层，使其以薄膜水的方式向四周散开，在深层形成一定范围但不致危及基础工作的湿润区，由于保持了基础下土的天然湿度和结构，使之具有原状黄土较高的自然强度。(6)灰土桩挤密法灰土桩挤密法在湿陷性黄土地基处理中，是采用最广泛的地基处理方法之一，它能有效地消除大厚度黄土的湿陷性，与其它处理方法比较，灰土桩挤密法具有不需大